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Estudos

A cana-de-açúcar como fonte de energia elétrica


novaCana.com - 16 out 2013 - 06:10 - Última atualização em: 27 ago 2014 - 16:08

A cana-de-açúcar é uma biomassa que pode ser transformada quase que totalmente em energia aproveitável através de processos industriais, que na sua maioria, já são dominados e conhecidos e apresentam alto índice de aproveitamento dos subprodutos e, relativo baixo impacto ambiental.

O diagrama a seguir indica os potenciais de aproveitamento energético desta biomassa:

diagrana-aproveitamento-energetico

Notas:
a) 1 kcal = 4,1868 kJ;
b) Considerada a totalidade da palha, incluindo pontas e folhas;
c) A umidade de 50% do bagaço é o valor médio obtido na saída do 6 terno de moendas.
d) A umidade de 15% da palha é o valor obtido para a palha seca no campo ao sol.
e) Fonte: International Sugar Jornal / DEDINI



Os valores equivalentes de energia indicam que podemos considerar que o potencial energético da cana-de-açúcar está dividido igualmente: no caldo, no bagaço e na palha, cada parte com 1/3 da energia total.

Podemos fazer uma comparação do conteúdo energético de uma tonelada de cana-de-açúcar, 1.718.000 kcal, com o potencial energético de um barril de petróleo que é de 1.386.000 kcal, ou seja, uma tonelada de cana equivale energeticamente a 1,24 barris de petróleo bruto. Considerando que a produção da safra de 2004/05 foi de 386,2 milhões de toneladas, temos que, em equivalentes energéticos, esta safra correspondeu a 478,7 milhões de barris de Petróleo ou 1,3 milhões de barris / dia, valor muito próximo ao consumo nacional de petróleo, que foi de 1,5 milhões de barris /dia.

O açúcar é uma fonte de energia direta para o corpo humano. A tecnologia de extração e obtenção do açúcar da cana é conhecida e consagrada nas usinas, podendo ser ainda otimizada em alguns aspectos, porém os ganhos energéticos esperados não serão significativos se considerarmos as usinas que utilizam as tecnologias recentes.

A grande utilização atual do bagaço é o seu aproveitamento como combustível das caldeiras, gerando vapor para aquecimento e para geração de energia elétrica para consumo na usina e para venda às concessionárias de energia elétrica. O grau de eficiência do sistema de cogeração ou geração, depende da tecnologia empregada em cada usina.

A palha da cana, na atualidade, não é aproveitada para fins industriais ou energéticos, sendo que o seu destino é a queima no próprio campo. Estudos já realizados indicam que aproximadamente 50% da palha gerada poderá ser retirada do campo, com ganhos para a área agrícola e meio ambiente. O aproveitamento da palha, como fonte de energia, resultará em significativos ganhos energéticos para o setor.

Utilizando a tecnologia Brasileira existente nos principais fornecedores do setor, e conforme dados fornecidos pela DEDINI, é possível gerar um total de 153 MW com o aproveitamento de 100% da palha em uma usina de médio porte, moendo 10.000 toneladas / dia de cana ou 2 milhões de toneladas por safra.
O diagrama a seguir indica o limite atual de aproveitamento da energia utilizando-se a totalidade do bagaço, da palha e do biogás gerado pela vinhaça, como combustível das caldeiras.

diagrama-limite-atual

Notas:
a) Fonte DEDINI (International Sugar Journal)
b) Considerou-se consumo de vapor no processo de 380 kg / tc;
c) Geração com Caldeira Multicombustível queimando bagaço / palha / biogás da vinhaça, gerando vapor superaquecido a 85 / eficiência de 87% / turbina de alta eficiência com extração controlada e condensação.

O gerenciamento das plantações com a produção de grãos ou oleaginosas, intercalada com o cultivo da cana, pode abranger até 20% da área plantada, permitindo o máximo aproveitamento do solo e criando uma fonte alternativa de recursos energéticos, como a produção de biodiesel ou de gramíneas para queima.

Existe tecnologia disponível na DEDINI para a transformação da vinhaça que retorna para o setor agrícola em biogás, porém este processo ainda não está sendo utilizado comercialmente pelas usinas. O gás gerado pode ser queimado nas caldeiras ou ser utilizado como fonte de gás para células de combustível.

A partir de 1999, com a privatização do setor de energia elétrica, criou-se a figura do Produtor Independente de Energia, abrindo um novo mercado para as usinas. Esta nova condição foi o incentivo para que as usinas modificassem o seu sistema de geração de vapor e energia, passando de uma configuração de baixa eficiência, que tinha por finalidade consumir o bagaço gerado, para uma nova concepção onde se procura utilizar o bagaço excedente para a geração de energia elétrica.

Aproximadamente, 60% das usinas brasileiras estão instaladas no Estado de São Paulo, na área de atuação da CPFL Energia S/A (Companhia Paulista de Força e Luz), sendo esta companhia a maior compradora da energia gerada nas usinas. O gráfico abaixo indica a evolução do total de energia comprado pela CPFL das usinas instaladas nesta área, o qual mostra o grande salto ocorrido a partir do ano 2000.

grafico-evolucao energia cpfl

A utilização da palha da cana como uma outra fonte de energia excedente poderá resultar em um ganho adicional. A utilização de até 50% da palha como fonte de energia é benéfica e necessária para o setor agrícola.

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